2型糖尿病患者左心室结构和功能的磁共振研究及其与临床资料的相关性

余娇艳 石 岩 黄俊浩 阳文秦 袁铭婧 杨 欢 刘文罡 李晓燕 孙家瑜 胡良波

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的全球患病率高达8.5%，而我国已成为T2DM患病人数最多的国家［1］。T2DM并发的心血管疾病是造成患者死亡的主要原因［2］。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）作为评价心脏结构和功能的“金标准”，在临床中应用广泛［3-4］。目前，T2DM患者心脏受损的病理机制及影响因素尚未完全阐明。本研究通过CMR定量评价T2DM患者左心室结构和功能，分析左心室结构功能指标与临床资料的相关性，以探寻对左心室结构和功能影响显著的临床指标。

方 法

1.研究对象

研究对象分为T2DM组和对照组。T2DM组：2019年7月至2020年12月期间就诊于重庆医科大学附属永川医院内分泌科的23例T2DM患者，男性18例，女性5例，年龄29～58岁。对照组：来自周边社区的22例健康受试者，男性15例，女性7例，年龄26～60岁。本试验在开展前经本院伦理委员会审查通过［批号：2019科伦审（16）号］。

2.纳入及排除标准

纳入标准：①T2DM患者的诊断符合美国糖尿病协会发布的T2DM诊断标准［5］；②T2DM患者均在接受降糖治疗；③对照组受试者无T2DM病史。排除标准：①患高血压、心脏疾病、心律不齐者；②有MRI检查禁忌者。

3.研究方法

3.1 扫描仪器及参数

采用3.0T MR（Magnetom Verio Dot；Siemens，Germany）进行心脏扫描。受试者采取舒适仰卧位，使用12通道体部线圈，利用平衡稳态自由进动序列进行左心室短轴、长轴两腔心和长轴四腔心电影图像采集，每个心动周期采集25幅图。扫描参数：重复时间（TR）39.24 ms，回波时间（TE）1.43 ms，层厚6.0 mm，视野（FOV）340 mm×284 mm，矩阵208×166，翻转角51°，并行采集因子2。

3.2 图像分析

采用西门子Argus软件在左心室短轴电影图像中勾画出心内外膜轮廓，乳头肌均画入血池内。勾画完成后，得到左心室舒张末期心肌质量（end diastole mass，EDM）、舒张末期容积（end diastole volume，EDV）、收缩末期容积（end systole volume，ESV）、每搏输出量（stroke volume，SV）、心输出量（cardiac output，CO）、射 血 分 数（eject fraction，EF）；以上参数经体表面积校正，得到左心室舒张末期心肌质量指数（end diastole mass index，EDMI）、舒张末期容积指数（end diastole volume index，EDVI）、收缩末期容积指数（end systole volume index，ESVI）、每搏输出量指数（stroke volume index，SVI）、心脏指数（cardiac index，CI）。左心室重构指标左心室质量容积比由EDM/EDV计算得出。

左心室容积‑时间曲线参数包括高峰射血率（peak ejecting rate，PER）、高峰射血时间（time of peak ejecting rate，TPER）、高峰充盈率（peak filling rate，PFR）、高峰充盈时间（time of peak filling rate，TPFR）、高峰射血率/舒张末期容积（PER/EDV）、高峰充盈率/舒张末期容积（PFR/EDV）。根据上述参数，软件自动生成左心室容积‑时间曲线（图1）。

图1 左心室容积‑时间曲线

利用Argus软件中左心室室壁厚度自动测量功能，测量左心室16节段心室壁厚度。根据各节段心室壁厚度生成左心室舒张末期心室壁厚度“牛眼图”（图2）。在左心室心尖区垂直于心内膜测量心尖部心室壁厚度。在长轴四腔心电影图像中，选择左心室舒张末期和收缩末期心腔最大显示层面分别测量左心室舒张末期内径和收缩末期内径。

图2 左心室舒张末期心室壁厚度“牛眼图”

4.统计学分析

利用SPSS 26.0软件对T2DM组和对照组的临床资料、左心室结构功能指标进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。计量资料若符合正态分布用均数±标准差（±s）表示，T2DM组和对照组间比较采用独立样本t检验；若不符合正态分布用中位数（四分位间距）表示，T2DM组和对照组间比较采用Mann‑WhitneyU检验。性别构成用百分比表示，T2DM组和对照组间比较采用χ2检验。根据数值变量的连续性和线性关系，对T2DM组的部分结构功能指标与临床资料行Pearson或Spearman相关分析。

结 果

1.T2DM组与对照组受试者临床资料

与对照组相比，T2DM组受试者空腹血糖（F=25.363，P<0.001）、糖化血红蛋白（Z=-5.752，P<0.001）、总胆固醇（Z=-2.407，P=0.016）、甘油三酯（Z=-3.202，P=0.001）、载脂蛋白B（F=6.522，P<0.001）、游离脂肪酸（Z=-2.657，P=0.008）水平均升高，差异有统计学意义。结果详见表1。

表1 受试者临床资料组间比较

2.T2DM组与对照组受试者左心室结构指标

与对照组比较，T2DM组患者左心室心尖水平下壁变薄（F=1.064，P=0.018）、左心室舒张末期内径（F=0.389，P=0.024）和收缩末期内径（F=2.783，P=0.025）均扩大，差异均有统计学意义。结果详见表2。

表2 受试者左心室结构指标组间比较

3.T2DM组与对照组受试者左心室功能指标

与对照组比较，T2DM组EF（F=0.854，P=0.001）降 低、ESV（F=0.502，P=0.001）增 大、ESVI（F=1.553，P=0.002）增大、SVI（Z=-2.339，P=0.019）减 小、CI（Z=-2.543，P=0.011）减 小、PFR/EDV（F=6.564，P=0.008）降低，差异均有统计学意义。结果详见表3。

表3 受试者左心室功能指标组间比较

4.T2DM组患者左心室结构功能指标与临床资料的相关性

T2DM病程与ESV呈显著负相关（r=-0.517，P=0.012）；载脂蛋白B水平与左心室心尖水平下壁厚度呈显著负相关（r=-0.435，P=0.038）；性别与收缩末期内径存在显著相关性（r=-0.495，P=0.016）。结果详见表4。

表4 T2DM组患者左心室结构功能指标与临床资料的相关性

讨 论

T2DM患者排除长期血压升高和器质性心脏病的影响，持续处于胰岛素抵抗、高血糖状态会造成心肌肥大、纤维化、冠状动脉管壁增厚等病理改变［6］。本项CMR研究结果显示，T2DM组的左心室功能指标ESV、ESVI增大，EF、SVI、CI、PFR/EDV降低，提示T2DM会造成患者左心室收缩功能和舒张功能受损。有研究［7］发现，糖尿病病程是左心室收缩功能障碍的影响因素之一，舒张功能降低受心肌纤维化、左心室重构的影响，心肌灌注异常和心肌水肿对左心室收缩功能和舒张功能均有影响。T2DM会造成患者左心室EF、SV下降［8］，左心室收缩和舒张应变参数减低［9］。PFR/EDV是左心室舒张功能受损的独立预测因子［10］。上述研究［7-10］结果提示，T2DM对左心室收缩功能和舒张功能均有影响，本项CMR研究与之前的研究结果相符。

前期研究［7，11］提示糖尿病病程增加、血脂升高是导致糖尿病相关心血管事件的危险因素，糖尿病病程与收缩功能障碍呈显著负相关，本研究结果与上述结论基本一致。病程增加造成的左心室收缩功能障碍可能是心血管事件发生的原因之一，其具体作用机制尚需进一步研究。

本研究发现T2DM会造成患者左心室内径增大，该结果与Gao等［8］的研究结论相同。有研究［12］表明，糖尿病引起的左心室重构有两种类型。一种为扩张型，表现为左心室扩大、偏心性重构、收缩功能受损、射血分数减低；另一种为限制型，表现为左心室变小、向心性重构、舒张功能受损、射血分数保留、心室壁增厚，常见于T2DM伴肥胖的老年女性患者。左心室质量容积比的大小与左心室重构类型存在相关性，该比值升高提示向心性重构［13］。然而，在本研究中未发现T2DM组的左心室质量容积比值较对照组升高，其原因可能在于本研究纳入的受试者以中年男性为主，且体重指数（BMI）值多在正常范围内。本研究结果提示非肥胖的T2DM男性患者更倾向于发生左心室偏心性重构。

血脂异常在T2DM人群中普遍存在，胰岛素抵抗继发的游离脂肪酸含量增加是造成血脂异常的主要原因［14］。本研究发现T2DM组患者包括游离脂肪酸在内的血脂指标升高的发生率明显高于对照组。需要注意的是，本研究结果提示T2DM组的左心室心尖水平下壁厚度较对照组变薄；将T2DM组患者的血脂与左心室壁厚度作相关性分析发现，载脂蛋白B水平与左心室心尖水平下壁厚度呈显著负相关。这提示，引起T2DM患者左心室心尖水平下壁变薄的原因可能与载脂蛋白B水平升高造成的脂质毒性导致心肌细胞坏死有关。载脂蛋白B水平对左心室壁厚度变化有潜在的预测价值。至于载脂蛋白B是否会对其他节段的左心室壁厚度产生影响，还需要进行更多临床试验研究。

本项研究存在的不足：①纳入的受试者人数较少，存在假阴性结果的可能性，后续应扩大样本量。②纳入的受试者仅来自我院和周围社区，存在偏倚，后期可行多中心试验研究。③T2DM组患者均在进行降糖治疗，可能对生化指标测量的准确性产生影响。

综上所述，T2DM会造成患者左心室扩大、左心室心尖水平下壁变薄、左心室整体功能障碍。病程增加是左心室收缩功能减低的影响因素之一。载脂蛋白B水平对左心室壁厚度变化有潜在的预测价值。血脂异常对T2DM患者心脏造成的影响不容忽视，有必要定期监测血脂并规范治疗。